วันนี้เรามาดูกันที่ OFC2024 กันเครื่องตรวจจับแสงซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วย GeSi PD/APD, InP SOA-PD และ UTC-PD
1. UCDAVIS สร้าง Fabry-Perot แบบไม่สมมาตรที่มีการสั่นพ้องอ่อนที่ 1315.5 นาโนเมตรโฟโตดีเทคเตอร์มีค่าความจุต่ำมาก โดยประมาณอยู่ที่ 0.08fF เมื่อไบแอสเป็น -1V (-2V) กระแสไฟฟ้ามืดจะอยู่ที่ 0.72 nA (3.40 nA) และอัตราการตอบสนองอยู่ที่ 0.93a/W (0.96a/W) กำลังแสงอิ่มตัวอยู่ที่ 2 mW (3 mW) สามารถรองรับการทดลองข้อมูลความเร็วสูง 38 GHz ได้
แผนภาพต่อไปนี้แสดงโครงสร้างของ AFP PD ซึ่งประกอบด้วยตัวนำคลื่นที่เชื่อมต่อกับ Ge-on-โฟโตดีเทคเตอร์ Siโดยมีตัวนำคลื่นแสง SOI-Ge ด้านหน้าซึ่งให้การจับคู่โหมดมากกว่า 90% และค่าการสะท้อนแสงน้อยกว่า 10% ด้านหลังเป็นตัวสะท้อนแสงแบบกระจายแบร็ก (DBR) ที่มีค่าการสะท้อนแสงมากกว่า 95% ด้วยการออกแบบโพรงที่ได้รับการปรับให้เหมาะสม (เงื่อนไขการจับคู่เฟสแบบไปกลับ) การสะท้อนและการส่งผ่านของตัวเรโซเนเตอร์ AFP สามารถถูกกำจัดได้ ส่งผลให้การดูดซับของตัวตรวจจับ Ge เกือบ 100% ตลอดช่วงความกว้างของแถบความถี่ 20 นาโนเมตรของความยาวคลื่นกลาง ค่า R+T น้อยกว่า 2% (-17 dB) ความกว้างของ Ge คือ 0.6 ไมโครเมตร และค่าความจุโดยประมาณคือ 0.08 เฟมโตฟารัด
2. มหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีหัวจงผลิตซิลิคอนเจอร์มาเนียมโฟโตไดโอดแบบถล่มแบนด์วิดท์ >67 GHz, อัตราขยาย >6.6 SACMโฟโตดีเทคเตอร์ APDโครงสร้างของจุดเชื่อมต่อไพพินตามขวางถูกสร้างขึ้นบนแพลตฟอร์มแสงซิลิคอน เจอร์มาเนียมบริสุทธิ์ (i-Ge) และซิลิคอนบริสุทธิ์ (i-Si) ทำหน้าที่เป็นชั้นดูดซับแสงและชั้นเพิ่มอิเล็กตรอนตามลำดับ บริเวณ i-Ge ที่มีความยาว 14 µm รับประกันการดูดซับแสงที่เพียงพอที่ 1550 nm บริเวณ i-Ge และ i-Si ขนาดเล็กเอื้อต่อการเพิ่มความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้าและขยายแบนด์วิดธ์ภายใต้แรงดันไบแอสสูง แผนที่ตาของ APD ถูกวัดที่ -10.6 V ด้วยกำลังแสงขาเข้า -14 dBm แผนที่ตาของสัญญาณ OOK 50 Gb/s และ 64 Gb/s แสดงอยู่ด้านล่าง และ SNR ที่วัดได้คือ 17.8 และ 13.2 dB ตามลำดับ
3. ภาพแสดงโรงงานต้นแบบ BiCMOS ขนาด 8 นิ้วของ IHP ซึ่งใช้เจอร์มาเนียมโฟโตดีเทคเตอร์ PDด้วยความกว้างของครีบประมาณ 100 นาโนเมตร ซึ่งสามารถสร้างสนามไฟฟ้าสูงสุดและเวลาการเคลื่อนที่ของโฟโตแคริเออร์ที่สั้นที่สุด โฟโตไดโอดเจอร์มาเนียม (Ge PD) มีแบนด์วิดท์ OE 265 GHz ที่ 2V และกระแสโฟโต DC 1.0 mA กระบวนการผลิตแสดงไว้ด้านล่าง คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดคือการละทิ้งการฝังไอออนแบบผสม SI แบบดั้งเดิม และใช้แผนการกัดเซาะระหว่างการเติบโตเพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบของการฝังไอออนต่อเจอร์มาเนียม กระแสไฟฟ้าในที่มืดคือ 100 nA และ R = 0.45 A/W
4. HHI นำเสนอ InP SOA-PD ซึ่งประกอบด้วย SSC, MQW-SOA และโฟโตดีเทคเตอร์ความเร็วสูง สำหรับย่านความถี่ O-band นั้น PD มีความไวต่อแสง A อยู่ที่ 0.57 A/W โดยมีค่า PDL น้อยกว่า 1 dB ในขณะที่ SOA-PD มีความไวต่อแสง A อยู่ที่ 24 A/W โดยมีค่า PDL น้อยกว่า 1 dB แบนด์วิดท์ของทั้งสองอยู่ที่ประมาณ 60 GHz และความแตกต่าง 1 GHz นั้นสามารถอธิบายได้จากความถี่เรโซแนนซ์ของ SOA ไม่พบเอฟเฟกต์รูปแบบใดๆ ในภาพที่มองเห็นจริง SOA-PD ช่วยลดกำลังแสงที่ต้องการลงประมาณ 13 dB ที่ 56 GBaud
5. ETH ได้พัฒนา UTC-PD ชนิด Type II ที่ได้รับการปรับปรุงโดยใช้ GaInAsSb/InP ซึ่งมีแบนด์วิดท์ 60GHz ที่ไบแอสศูนย์ และกำลังเอาต์พุตสูงถึง -11 dBm ที่ 100GHz โดยต่อยอดจากผลลัพธ์ก่อนหน้านี้ โดยใช้ความสามารถในการขนส่งอิเล็กตรอนที่ได้รับการปรับปรุงของ GaInAsSb ในบทความนี้ ชั้นดูดซับที่ได้รับการปรับให้เหมาะสมประกอบด้วย GaInAsSb ที่เจือสารอย่างหนาแน่น 100 นาโนเมตร และ GaInAsSb ที่ไม่เจือสาร 20 นาโนเมตร ชั้น NID ช่วยปรับปรุงการตอบสนองโดยรวม และยังช่วยลดความจุโดยรวมของอุปกรณ์และปรับปรุงแบนด์วิดท์ UTC-PD ขนาด 64µm² มีแบนด์วิดท์ที่ไบแอสศูนย์ 60 GHz กำลังเอาต์พุต -11 dBm ที่ 100 GHz และกระแสอิ่มตัว 5.5 mA ที่ไบแอสย้อนกลับ 3 V แบนด์วิดท์จะเพิ่มขึ้นเป็น 110 GHz
6. Innolight ได้สร้างแบบจำลองการตอบสนองความถี่ของโฟโตดีเทคเตอร์เจอร์มาเนียมซิลิคอนโดยพิจารณาอย่างครบถ้วนถึงการเจือสารของอุปกรณ์ การกระจายสนามไฟฟ้า และเวลาการถ่ายโอนพาหะที่เกิดจากแสง เนื่องจากความต้องการกำลังไฟฟ้าขาเข้าสูงและแบนด์วิดท์สูงในหลายๆ การใช้งาน การป้อนกำลังแสงจำนวนมากจะทำให้แบนด์วิดท์ลดลง วิธีที่ดีที่สุดคือการลดความเข้มข้นของพาหะในเจอร์มาเนียมโดยการออกแบบโครงสร้าง
7. มหาวิทยาลัยชิงหัวได้ออกแบบ UTC-PD สามประเภท ได้แก่ (1) UTC-PD โครงสร้างชั้นดริฟท์คู่ (DDL) แบนด์วิดท์ 100GHz ที่มีกำลังอิ่มตัวสูง (2) UTC-PD โครงสร้างชั้นดริฟท์คู่ (DCL) แบนด์วิดท์ 100GHz ที่มีการตอบสนองสูง (3) UTC-PD แบนด์วิดท์ 230 GHz ที่มีกำลังอิ่มตัวสูง สำหรับสถานการณ์การใช้งานที่แตกต่างกัน กำลังอิ่มตัวสูง แบนด์วิดท์สูง และการตอบสนองสูง อาจเป็นประโยชน์ในอนาคตเมื่อเข้าสู่ยุค 200G
วันที่เผยแพร่: 19 สิงหาคม 2567